一`科學的發展8(3 / 3)

達爾文的發現改變了人們對世界的看法,給神創論以沉重的打擊。恩格斯把達爾文發現有機界的發展規律和馬克思發現人類曆史發展規律相提並論,認為達爾文的進化理論是19世紀自然科學的三大發現(能量守恒和轉換定律、細胞學說和進化論)之一。

數理邏輯的奠基人布爾

英國著名的數學家,邏輯代數的創始人布爾1815年11月2日出生在一個鞋匠家庭,從小家境貧寒,為生活所迫,幾乎沒有接受正規的學校教育。但他天資聰慧,自學了很多知識,尤其是在數學上的成績,遠遠超出了他的同齡人。

16歲就進入一家私立學校當數學老師後,布爾一邊教學一邊自學高等數學。在這期間,他研讀了牛頓的《自然哲學的數學原理》和拉格朗日的《解析函數論》等一係列數學名著。4年後他自己開辦一所學校,但並沒有放棄對數學的研究。

布爾在數學上的最大貢獻是用一套符號來進行邏輯演算。大約在幾百年前萊布尼茲曾經做過這方麵的嚐試,它通過選擇把那些符號作類似於代數那樣的運算。當布爾在研究萊布尼茲的著作時,發現用符號不但可以按照固定的規則來處理,而且還能得出合乎邏輯的結果。於是布爾想:如果把這些符號係統起來,像代數符號一樣進行運算豈不是更好。接下來,布爾就沿著這個目標開始深入研究。

1839年,布爾的生活環境有了好轉,他希望申請入劍橋大學接受高等教育,於是谘詢他的朋友《劍橋大學期刊》的主編格雷格裏。但他勸布爾不要把自己的全部精力集中於學位考試的訓練中,否則自己很可能被淘汰了。於是布爾放棄了進劍橋大學求學的念頭,開始集中精力於邏輯代數方麵的研究。

數年的汗水終於得到了回報。1847年,布爾出版了他的名著《邏輯的數學分析》,創造一套符號係統,建立了一係列的運算法則,初步奠定了數理邏輯的基礎,並為百年之後的計算機產生奠定了數學方法和理論基礎。

1854年,布爾發表《思維規律的研究》,從而創立了一門全新的學科——布爾代數。由於布爾出色的成就,1849年,都柏林大學和牛津大學授予布爾名譽博士學位。不久,他被聘為愛爾蘭大學教授,1857年當選英國皇家學會會員並榮獲英國皇家獎章。

榮譽並沒有讓布爾絲毫怠慢,他依然風雨無阻地堅持去學校授課。在一次去學校途中,因遭雨淋,引發肺炎,一月後,布爾於1864年12月8日卒於愛爾蘭的科克,年僅49歲。

經典電磁理論的集大成者麥克斯韋

牛頓曾說:“如果說我比別人看得更遠些,那是因為我站在了巨人的肩上。”每一項偉大科學的發明和發現都不是偶然的,它有著一定的必然性和曆史傳承性,許多科學家是在前人量的積累基礎上,結合自身的優越條件而達成質的飛躍。19世紀麥克斯韋發現的電磁理論,就是如此。他繼承了奧斯特、安培和法拉第的學說,在前人研究的基礎上完成了他的電磁理論,並直接影響到了愛因斯坦狹義相對論的提出。他是一名承前啟後的物理學家,在科技發展史上,有著舉足輕重的地位。

麥克斯韋1831年6月出生於蘇格蘭愛丁堡,他的父親原是個知識淵博的律師,但卻熱衷於技術和建築設計,對麥克斯韋的一生影響很大。

8歲的時候,麥克斯韋的母親不幸得肺結核去世,從此家庭的重負全都落在了父親的身上。幼年喪母使麥克斯韋的性格變得孤僻、內向。16歲麥克斯韋中學畢業後進入了蘇格蘭的最高學府愛丁堡大學,專門攻讀數學和物理學。19歲時進入了劍橋大學並成為了霍普金斯的研究生。1854年的時候畢業並留校任教,後因父親生病到蘇格蘭的馬裏沙耳學院任自然哲學教授,1871年受聘籌建劍橋大學卡文迪什實驗室,並任第一任主任。

麥克斯韋的一生為物理學的發展作出了突出的成就,是繼法拉第以後的又一位科學巨人。他有著敏捷的思維,天馬行空的想法和高超的駕馭數學公式的能力,他曾經用了200多個複雜的方程式表述了土星環是由一群離散的衛星聚集而成的,並由此獲得了亞當斯獎。

經典電磁理論的發現是麥克斯韋在物理學上作出的最大貢獻,他的一生從事過很多方麵的物理學研究,並深受法拉第的影響。當第一次讀法拉第的《電學實驗研究》時,他就被裏麵的獨到見解和新穎理論所吸引,並且敏銳地理解到了法拉第“力線”和“場”的概念在物理研究方麵的重要性。

但是,法拉第的理論全書沒有一個係統數學體係,由此說明他的學說還缺乏嚴密的理論形式。麥克斯韋決定用自己的數學才能來彌補這一缺陷。在老師威廉·湯姆生的啟發和幫助下,他用精密的數學形式把法拉第的直觀力學用圖像表達了出來,並給出了電流與磁場的微分關係式。1855年,他發表了論文《論法拉第的力線》係統總結了這些成果。這篇論文很快受到法拉第的支持和讚揚。

電、磁、光的統一,被認為是19世紀科學史上最偉大的綜合之一,麥克斯韋為此做出了突出貢獻,他在1864年的論文《電磁場的動力學理論》當中成就了麥克斯韋方程組,並預言了電磁波的存在。為了證實他的預言,麥克斯韋帶病做了很多的實驗,係統研究了近百年以來的電磁學成果,終於在1873年出版了他的巨著《電磁理論》,它的出現標誌著電磁理論已經成為經典物理學的重要支柱之一。

和其他科學家一樣,他的電磁理論問世以後,在相當長的一段時間內不為當時科學界所接受。勞厄曾經這樣評論:“盡管麥克斯韋理論具有內在的完美性,並且和一切經驗相符合,但是隻能逐漸地被物理學家們接受。它的思想太不平常了,甚至像赫爾姆霍茨和波爾茨曼這樣有異常才能的人,為了理解它也花了幾年的力氣。”

這大概就是我們所說的高處不勝寒,曲高而和者寡吧。1879年麥克斯韋因患癌症,帶著遺憾離開了人世,終年49歲。

麥克斯韋的一生是短暫的、同時也是不被人理解的。但是,真理將會永遠散發著它那奪目耀眼的光澤,在他死後的第9年,即1888年,赫茲用實驗證明了電磁波的存在,肯定了麥克斯韋的價值。麥克斯韋也被公認為:“牛頓以後世界上最偉大的數學物理學家”。